Forward track reconstruction and quality assessment for the ALICE experiment of the Large Hadron Collider

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Lopes, Lucas Nunes
• Orientador(a): Pezzi, Rafael Peretti
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Física de partículas elementares; Trajetórias de partículas; Detectores de particulas
• Palavras-chave em Inglês: Tracking; Particle physics; MFT detector
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/252032

O experimento ALICE é um dos quatro grandes experimentos no Grande Colisor de Hadrons (LHC) do CERN (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares) e tem como principal objetivo caracterizar as propriedades do Plasma de Quark e Gluons, estado em que o universo se encontrava antes da criação da matéria bariônica, criado sob condições extremas de temperatura e densidade de energia. Esse estado da matéria pode ser observado por ALICE a partir de colisões ultrarrelativísticas de íons pesados. Para se preparar para a terceira tomada de dados do LHC (RUN 3), ALICE passou por uma série de upgrades, dentre os quais estava a instalação do novo detector frontal de muons (MFT, do inglês Muon Forward Tracker). O MFT tem como objetivo melhorar a resolução de vértice, com o intuito de tornar mais precisa a definição das origens dos muons observados pelo espectrômetro de muons de ALICE. Nos detectores modernos, a análise física proveniente das observações de um detector apenas pode ser feita depois da reconstrução computacional das trajetórias das partículas. Este trabalho apresenta um estudo sobre a reconstrução de trajetórias de partículas com aplicação para o MFT. Diferentes modelos de trilhas (a saber, modelo de hélice e suas aproximações em primeira e segunda ordem) e métodos de ajuste (Filtro de Kalman e minimização de χ 2 ) foram usados na reconstrução de trilhas e o desempenho de cada caso foi avaliado analisando as resoluções de vértice e momentum , e os erros dos parâmetros referentes à trilha reconstruída. Ainda, os impactos de parâmetros experimentais referentes à resolução do sensor e quantidade de material do mesmo na reconstrução também foram avaliados. Os resultados aqui apresentados justificam a escolha da estratégia de reconstrução do MFT adotada no RUN 3. Os algoritmos desenvolvimentos foram integrados no sistema computacional de ALICE e já estão em uso no RUN 3 do LHC.